自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用研究

鄒子鋒

（中國能源建設集團華南電力試驗研究院有限公司，廣東 廣州 510663）

在科學技術水平不斷提升的背景下，很多新技術與新理念被廣泛應用于工業生產中，工業生產水平不斷提升。在火電廠熱工自動化生產作業中，通過對自動控制理論的應用，能夠有效提升火電廠生產作業效率與質量。同時，火電廠熱工自動化生產作業，還能有效減少能耗，保證相關機組的穩定、高效運行，有利于火電廠的可持續發展。

1 自動控制理論概述

1.1 自動控制理論簡介

當前，在自動控制科學中自動控制理論已經成為研究核心，在現代化控制理論到智能控制理論的不斷發展過程中，自動控制系統按照不同的條件，可以被分為多種類型。如果按照控制裝置之間的差別，自動控制系統則主要被分為計算機控制以及模擬式的常規控制兩種，根據自動控制理論相關內容相應的反饋情況看，自動控制系統則可以被分為開環與閉環兩種系統。此外，從設定值是否固定的角度，相應的自動控制系統則可以被分為定值控制系統與隨動控制系統。

1.2 火電廠熱工自動化相關內容

當前，在很多領域的建設與發展過程中，自動化理論受到越來越廣泛的關注與重視。在生產作業過程中，應用熱工自動化控制技術，能夠有效提升相關企業的生產作業效率，推動企業不斷發展。熱工自動化作業過程包括多個環節內容，其中最關鍵的是自動檢測部分，在自動化作業過程中，相應的儀表能夠對火電廠運營中相應的熱工參數進行直接測量，這樣能夠更加及時、準確地發現火電廠運營中存在多種問題，并且能夠針對相關問題提出相應的解決措施，確保相關工作人員能夠及時予以處理，從而有效保障火電廠運營機組的運行狀態和質量。在火電廠熱工自動化中應用的自動控制系統能夠有效控制電廠機組設備的運行情況，充分保障機組設備的安全、穩定運行，其控制過程往往是按照固有步驟進行操作，因此，也被稱為順序控制，能夠有效控制機組的啟停、運行以及事故處理等。相應的控制裝置自身也有著很強的保護功能與判斷能力，通常在完成相關操作后，系統在確定操作完成后，才會執行下一項操作，如果上一項操作內容未能全部完成就已經執行下一項操作，系統會中斷操作流程，并進行報警。在自動控制系統應用過程中，工作人員按照系統相應的警告和指示對相關設備進行優化和調整，可以有效降低生產作業故障發生率，在保證相關工作人員生命安全的同時，還能夠有效提升火電廠的工作效率和質量。

2 火電廠熱工自動化控制系統作用分析

2.1 拓展系統控制能力

目前，火電廠熱工自動化控制系統的應用，主要是利用計算機相關原理，結合相關使用的輔助技術方法，實現對相關設備的全程監控，從而保證相應管理信息系統的優質與全面，進而實現對熱工的自動化控制。比如，DCS 系統就屬于一種成功且使用的架構模式，在實際應用過程中，這一系統所采用的是較為先進的分布式控制系統，不僅有著DCS 控制器，同時，還能通過對PCL 控制器的應用，擴展系統性能，有效擴展了這一系統的應用形式和范圍。

2.2 提升工作質量和效率

在自動化技術的不斷發展過程中，自動化控制系統已經積累了很多先進的高級算法模塊，這些模塊樣具備很強的實用性。比如，在ZT600 系統中，相應的設計模塊能夠及時地發現設備運行中存在的故障問題，并且還能夠進行一定的自我維修與報警。同時，這一系統在連接計算機后，能夠有效促進數據信息的共享與傳輸，大大提升了生產工作質量和效率。

3 火電廠熱工自動化現狀

當前，火電廠熱工自動化領域中，其主廠房控制系統常常采用的是DCS，輔助車間采用的是PCL。其主要原因在于，DCS 系統早期價格較高，而輔助車間在實際工作過程中，是可以出現中斷的，因此，輔助車間對相應的系統可靠性與穩定性的要求不高，同時，在輔助車間所采用的系統對相應的模擬量控制相關要求也比較少，為有效控制成本，所以通常在輔助車間中所采的大多是PCL 系統。在火電廠熱動自動化中，主廠房中的發電機與鍋爐對控制系統的可靠性與穩定性有著較高的要求，同時，還要求系統信號中要有著一定比例的模擬量，更加注重系統的性能，因此，在系統應用中更多的使用價格較高的DCS。表示模糊控制的鍋爐壓力領域中，AP 論域能夠充分表示兩個運行周期中鍋爐壓力變化情況。相應的周期在經過自動調整后，相關負荷會在出現大幅度變化時，相應的控制響應速度會有一個很大幅度的提升。需要注意的是，鍋爐的實際情況以及所采用的煤炭資源質地都會在一定程度上影響到調節的效果。從隸屬度曲線所邊線出來的交錯重疊情況看，可以了解到，在參數變化領域中，模糊控制算法有著很強的適應性，這一點能夠從鍋爐的實際運行中看出。

在進行鍋爐汽包液位測量工作時，由于汽包液位系統不具備自動平衡能力，因此，在相應的供水量突然降低，或者是出口蒸汽流量出現增大情況時，因為這種情況下，鍋爐傳輸給汽包的熱量不會出現太大的變化，這樣就會造成大量液體出現汽化問題，進而導致汽包液位測量的結果相對較大。如果是供水量濡染提升或者出口蒸汽流量出現減少情況，造成的問題則與上文相反。但目前在一部分鍋爐汽包液位檢測回路的設計中，缺少對相關問題的考量，因此，在實際運行過程中，難以實現對汽包液位的有效控制，進而使得鍋爐運行的穩定性與安全性難以得到充分的保障。

4 自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用

4.1 熱工儀表非線性特性校正方面的應用

在火電廠自動化發展過程中，應當保證所使用熱工儀表精度性能的可靠，使用高精度熱工儀表才能有效火電廠的生產效率。在應用相關儀表過程中，一些熱工儀表的非線性熱性，很容易影響相關儀表的精度，比如，節流式流量儀表與差壓之間的關系，以及熱電偶溫度儀表相應的熱電勢與溫度之間的關系等，都屬于非線性熱性。為有效解決相關影響問題，就需要充分應用自動控制理論，對火電廠熱動自動化中相應的熱工儀表非線性特性進行校正，保證相關儀表精度符合相應的生產要求。要注意合理應用自動控制理論相關內容，可以在熱工儀表非線性校正中應用模擬線性化方式，以保證校正效果的良好。

同時，還要注意靈活應用自動控制理論知識，通過自動化技術整合利用相關模擬信號與硬件設施，以此線性化處理相關熱工儀表的輸入信號，在相關儀表的非線性特性矯正處理過程中，可以參考相關信息，從而保障相關校正結果的良好。對于智能熱工儀表，可以結合計算機網絡以及自動控制理論等相關要素，在此基礎上，通過計算機三維空間來實現數字線性化處理。在處理過程中，對于所輸入的信號，要進行轉換處理，這樣就能夠獲得相應的數字量，并在準確計算后，讓智能熱工儀表輸入信號實現線性化，這樣就能夠有效保證這類智能儀表的非線性特性校正相關要求。

4.2 主蒸汽壓力特性調節方面的應用

在實踐中，為保障火電廠熱工自動化作業過程中汽輪機、發電機組等設備運行環境的良好，并能夠有效調節主蒸汽壓力特性，就需要在作業過程中應用自動控制理論。通過對自動控制理論的應用，在充分考量主蒸汽壓力調節需求后，可以利用計算機三維空間，來合理分析其偏差情況，保證相關分析內容的科學性，才能充分保障主蒸汽壓力的有效調節。在火電廠熱工自動化主蒸汽壓力調節中應用自動控制理論，應當考慮采用雙回路行駛，在主蒸汽壓力調節中應用相應的控制信號，能夠有效保障主蒸汽壓力調節更具科學性。

4.3 主蒸汽溫度特性控制方面的應用

在火電廠熱工自動化發展過程中，為有效保障監測工作的有效實施，減少生產作業中的故障發生率，就需要應用自動控制理論，對主蒸汽溫度進行控制。應用自動控制理論，可以有效提升噴水減溫器的自動化水平，進而能夠充分保障主蒸汽溫度的控制需要。根據自動控制理論相關內容，對有著較好性能且可靠的煙氣擋板與相應的檢測設備進行合理的設置，讓相應的主蒸汽溫度控制方式在具體應用中更具針對性，進而推動火電廠熱工自動化進一步發展。

5 結語

火電廠熱工自動化中應用自動控制理論，可以有效提升火電廠生產作業水平，進而推動火電廠的可持續發展。因此，在火電廠熱工自動化生產作業中，應當加強對自動控制理論的應用，不斷提升熱動自動化水平，以滿足火電廠生產作業的多樣化需求，進而保障火電廠的不斷發展。